FAHRZEUGORTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein derartiges Verfahren ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 2011/027166 A1 bekannt. Bei diesem vorbekannten Verfahren ist zum Orten eines Schienenfahrzeugs entlang einer Schienenstrecke ein Wellenleiter vorgesehen, der entlang der Schienenstrecke verlegt ist. In den Wellenleiter werden zeitlich nacheinander elektromagnetische Pulse eingespeist. Für jeden ausgesandten Puls wird jeweils zumindest ein durch fahrzeuginduzierte Rückstreuung des elektromagnetischen Pulses erzeugtes Rückstreumuster empfangen und ausgewertet. Durch das Auswerten der Rückstreumuster wird das Schienenfahrzeug auf der Schienenstrecke geortet.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Orten eines Fahrzeugs anzugeben, das eine zuverlässige und besonders genaue Ortung ermöglicht.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.

[0005] Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke zumindest einen Verlängerungsabschnitt aufweist, in dem die Länge des Wellenleiters länger ist als der diesem Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke, die zeitliche Länge der empfangenen Rückstreumuster ausgewertet wird und ein Ortsignal erzeugt wird, wenn sich die Länge der empfangenen Rückstreumuster im zeitlichen Verlauf verlängert.

[0006] Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass bei diesem eine Fahrzeugortung möglich ist, die unabhängig von der Zeitspanne zwischen dem Senden elektromagnetischer Pulse und dem Empfang der Rückstreumuster ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine Fahrzeugortung unabhängig von dieser Zeitspanne durchführen. Dies ist möglich, da der zumindest eine Verlängerungsabschnitt das Rückstreumuster als solcher verändert, nämlich zeitlich streckt, so dass anhand der Veränderung des Rückstreumusters als solchen, nämlich dessen Streckung, eine Fahrzeugortung auf der Fahrstrecke möglich ist. Selbst wenn sich also, beispielsweise aufgrund von Verzögerungen im Rahmen der Pulserzeugung und/oder im Rahmen der Auswertung der Rückstreumuster zeitliche Schwankungen ergeben, so haben diese keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Ortung des Fahrzeugs, da das Fahrzeug im Bereich des oder der Verlängerungsabschnitte stets ein zeitlich gestrecktes Rückstreumuster erzeugen wird, dessen Streckung unabhängig davon ist, welche Zeitdauer zwischen dem Einspeisen der Pulse in den Wellenleiter und dem Empfang bzw. der Auswertung der zugehörigen Rückstreumuster vergangen ist.

[0007] Um eine Ortung des Fahrzeugs an unterschiedlichen Stellen der Fahrstrecke bzw. im Bereich unterschiedlicher Stellen des Wellenleiters zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Fahrstrecke mit einer Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten ausgestattet ist, die voneinander beabstandet im Wellenleiter vorgesehen sind.

[0008] Neben der erfindungsgemäß vorgesehenen Ortung des Fahrzeugs anhand der zeitlichen Rückstreumusterstreckung im Bereich der Verlängerungsabschnitte kann zusätzlich eine Ortung anhand der Zeitspanne erfolgen, die zwischen dem Aussenden der Pulse und dem Messen der zugehörigen Rückstreumuster liegt. Demgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Zeitspanne zwischen dem Einspeisen der elektromagnetischen Pulse in den Wellenleiter und dem Detektieren des jeweils zugehörigen Rückstreumusters gemessen wird und anhand der Zeitspanne ein den Ort des Fahrzeugs angebendes Entfernungssignal erzeugt wird.

[0009] Wie erläutert, kann die Ortung des Fahrzeugs also auf zweierlei Arten erfolgen, nämlich anhand der erfindungsgemäß vorgesehenen Verlängerungsabschnitte sowie darüber hinaus anhand der Zeitspannen, die zwischen dem Einspeisen der Pulse und dem Detektieren der Rückstreumuster vergeht. Falls sowohl das erfindungsgemäße Ortungssignal erzeugt als auch das als vorteilhaft angesehene Entfernungssignal gebildet wird, so ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass das Ortungssignal und das Entfernungssignal auf Plausibilität überprüft werden.

[0010] Eine solche Plausibilitätsprüfung lässt sich in besonders einfacher Weise und damit vorteilhaft durchführen, indem im Falle der Bildung eines Ortsignals die durch das Entfernungssignal angegebene Position des Fahrzeugs mit der bekannten Position des Verlängerungsabschnitts verglichen wird.

[0011] Vorzugsweise wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn der Abstand zwischen der durch das Entfernungssignal angegebenen Position des Fahrzeugs und der bekannten Position des Verlängerungsabschnitts einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.

[0012] Um eine Ortung des Fahrzeugs an unterschiedlichen Stellen der Fahrstrecke zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke eine Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten aufweist, in denen die Länge des Wellenleiters jeweils länger ist als der dem jeweiligen Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke, und jeweils ein Ortsignal erzeugt wird, wenn sich im zeitlichen Verlauf die Länge der empfangenen Rückstreumuster verlängert.

[0013] Eine Absolutortung auf der Fahrstrecke lässt sich in besonders einfacher Weise und damit vorteilhaft durchführen, indem bei einem Einfahren des Fahrzeugs in die Fahrstrecke nach einem erstmaligen Erzeugen eines ersten Ortsignals das Auftreten weiterer Ortsignale gezählt wird und mit dem jeweiligen Zählerstand eine (absolute) Ortungsinformation gebildet wird.

[0014] Um eine Absolutortung durch Zählen der Ortsignale zu vermeiden oder zu vereinfachen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Anordnung der Verlängerungsabschnitte und/oder die jeweilige Überlänge der Verlängerungsabschnitte relativ zum jeweils zugeordneten Abschnitt der Fahrstrecke eine Ortskodierung bildet und bei der Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Rückstreumuster die Ortskodierung erkannt und eine Unterscheidung der Verlängerungsabschnitte anhand der Ortskodierung vorgenommen wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, eine Absolutortung des Fahrzeugs auf der Fahrstrecke durch eine Identifikation der Verlängerungsabschnitte bzw. durch eine Dekodierung der Ortskodierung vorzunehmen.

[0015] Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das beschriebene Verfahren zum Orten von Schienenfahrzeugen eingesetzt wird, die auf einer Schienenstrecke fahren.

[0016] Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Ortungseinrichtung zum Orten eines Fahrzeugs entlang einer Fahrstrecke mit einem entlang der Fahrstrecke verlegten Wellenleiter, einer Pulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen und Einspeisen zeitlich aufeinander folgender elektromagnetischer Pulse in den Wellenleiter und einer Detektionseinrichtung zum Detektieren von durch fahrzeuginduzierte Rückstreuung erzeugten elektromagnetischen Rückstreumustern und einer Auswerteinrichtung zum Auswerten der Rückstreumuster.

[0017] Bezüglich einer solchen Ortungseinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke zumindest einen Verlängerungsabschnitt aufweist, in dem die Länge des Wellenleiters länger als der dem Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke ist, und die Auswerteinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie eine Ortung des Fahrzeugs zumindest auch unter Heranziehung der zeitlichen Länge des Rückstreumusters durchführt.

[0018] Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Ortungseinrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens denen der erfindungsgemäßen Ortungseinrichtung im Wesentlichen entsprechen.

[0019] Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke eine Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten aufweist, in denen die Länge des Wellenleiters jeweils länger als der dem jeweiligen Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke ist.

[0020] Besonders einfach und damit vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäß vorgesehenen Verlängerungsabschnitte durch Mäanderstrukturen, Schlaufenstrukturen oder aufgewickelte oder aufgespulte Wellenleiterabschnitte bilden, demgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Wellenleiter in zumindest einem der Verlängerungsabschnitte eine Mäanderstruktur und/oder eine Schlaufenstruktur und/oder einen aufgewickelten oder aufgespulten Wellenleiteranschnitt aufweist.

[0021] Besonders bevorzugt ist die Länge des Wellenleiters in den Verlängerungsabschnitten mindestens 10-mal, vorzugsweise mindestens 100-mal, größer als die Länge des jeweils zugeordneten Abschnitts der Fahrstrecke, um eine einfache und zuverlässige Ortung zu gewährleisten.

[0022] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

Figur 1

ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Ortungseinrichtung zum Orten eines Fahrzeugs entlang einer Fahrstrecke,

Figuren 2-4

beispielhaft Rückstreumuster, die ein Fahrzeug auf der Fahrstrecke gemäß Figur 1 erzeugt,

Figur 5

ein Ausführungsbeispiel für einen Verlängerungsabschnitt, wie er bei der Ortungseinrichtung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann, wobei der Verlängerungsabschnitt einen aufgespulten Wellenleiter umfasst,

Figur 6

ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Verlängerungsabschnitt, wie er bei der Ortungseinrichtung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann, wobei der Verlängerungsabschnitt durch eine Mäanderstruktur gebildet ist,

Figur 7

ein drittes Ausführungsbeispiel für einen Verlängerungsabschnitt, wie er bei der Ortungseinrichtung gemäß Figur 1 verwendet werden kann, wobei der Verlängerungsabschnitt einen Mäanderabschnitt sowie einen aufgespulten Wellenleiterabschnitt umfasst, und

Figur 8

ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Ortungseinrichtung, bei der Verlängerungsabschnitte eine Ortskodierung bilden.

[0023] In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.

[0024] Die Figur 1 zeigt eine Ortungseinrichtung 10, die eine Pulserzeugungseinrichtung 20, eine Detektionseinrichtung 30, eine optische Koppeleinrichtung 40, einen Wellenleiter 50 z. B. in Form eines optischen Lichtwellenleiters und eine Auswerteinrichtung 60 umfasst.

[0025] Die Pulserzeugungseinrichtung 20 weist vorzugsweise einen nicht weiter gezeigten Laser auf, der es ermöglicht, regelmäßig, beispielsweise mit einer fest vorgegebenen Pulsrate, kurze elektromagnetische, insbesondere optische, Pulse zu erzeugen und über die Koppeleinrichtung 40 in den Wellenleiter 50 einzuspeisen. Die Pulserzeugungseinrichtung 20 wird von der Auswerteinrichtung 60 vorzugsweise angesteuert, so dass der Auswerteinrichtung 60 die Zeitpunkte der Pulserzeugung zumindest näherungsweise bekannt sind.

[0026] Die Detektionseinrichtung 30 weist beispielsweise einen Fotodetektor auf, der das Detektieren elektromagnetischer Strahlung ermöglicht. Die Detektionseinrichtung 30 übermittelt ihre Messsignale an die Auswerteinrichtung 60, die diese auswertet.

[0027] In der Figur 1 lässt sich erkennen, dass der Wellenleiter 50 entlang einer Schienenstrecke 100 angeordnet ist. Auf der Schienenstrecke 100 fährt ein Schienenfahrzeug 110 entlang der Pfeilrichtung P von links nach rechts. Bei der Darstellung gemäß der Figur 1 ist die Bewegung des Schienenfahrzeugs 110 entlang der Pfeilrichtung P durch zwei weitere Positionen symbolisiert (vgl. Schienenfahrzeugpositionen 110' und 110'').

[0028] Die Figur 1 zeigt, dass der Wellenleiter 50 mit Verlängerungsabschnitten 51, 52 und 53 ausgestattet ist, in denen die Länge des Wellenleiters 50 größer ist als die Länge der zugeordneten Abschnitte der Schienenstrecke 100. Außerhalb der Verlängerungsabschnitte 51 bis 53 ist der Wellenleiter 50 näherungsweise genauso lang wie die Schienenstrecke 100. Der Längenunterschied in den Verlängerungsabschnitten 51 bis 53 beruht beispielsweise darauf, dass der Wellenleiter 50 in diesen Abschnitten mehrfach gekrümmt ist.

[0029] Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung der Verlängerungsabschnitte 51 bis 53 sind in den Figuren 5 bis 7 dargestellt; auf diese Figuren wird weiter unten eingegangen.

[0030] Die Ortungseinrichtung 10 gemäß Figur 1 lässt sich zum Orten des Schienenfahrzeugs 110 beispielsweise wie folgt betreiben:

Die Auswerteinrichtung 60 steuert die Pulserzeugungseinrichtung 20 derart an, dass diese zeitlich nacheinander elektromagnetische Pulse Pin über die Koppeleinrichtung 40 in den Wellenleiter 50 einspeist. Die erzeugten elektromagnetischen Pulse laufen entlang der Pfeilrichtung P in der Figur 1 von links nach rechts und werden vorzugsweise am Wellenleiterende 50a von einer Absorptionseinrichtung 200 absorbiert.

[0031] Durch das auf der Schienenstrecke 100 fahrende Schienenfahrzeug 110 wird der Wellenleiter 50 lokal erschüttert bzw. in Schwingungen versetzt; dies ist in der Figur 1 durch Pfeile mit dem Bezugszeichen Ms gekennzeichnet. Aufgrund dieser Schwingungen bzw. aufgrund der Erschütterungen des Wellenleiters 50 wird es lokal in dem Bereich, in dem sich das Schienenfahrzeug 110 gerade befindet, zu einer Rückstreuung der elektromagnetischen Strahlung kommen. Die rückgestreute Strahlung weist ein Rückstreumuster auf, das charakteristisch für die Erschütterung ist, die von dem Schienenfahrzeug 110 hervorgerufen und in den Wellenleiter 50 eingekoppelt wird.

[0032] Die rückgestreute Strahlung läuft entgegen der Fahrtrichtung P des Schienenfahrzeugs in Richtung Koppeleinrichtung 40 und in Richtung Detektionseinrichtung 30 und wird dort von der Detektionseinrichtung 30 detektiert. Die Detektionseinrichtung 30 ist derart ausgestaltet, dass sie die Intensität der zurückgestreuten Strahlung misst und ein entsprechendes Messsignal an die Auswerteinrichtung 60 weiterleitet. Die Intensität der zurückgestreuten Strahlung ist in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen Ir(t) gekennzeichnet.

[0033] Die Auswerteinrichtung 60 wird die zurückgestreute Strahlung Ir(t) und die darin enthaltenen Rückstreumuster auswerten. Wenn sich die zeitliche Länge der empfangenen Rückstreumuster im zeitlichen Verlauf verlängert, so wird sie auf das Passieren eines der Verlängerungsabschnitte 51 bis 53 schließen und ein Ortsignal So erzeugen. Dies soll näher anhand der Figuren 2 bis 4 erläutert werden.

[0034] In der Figur 2 ist beispielhaft ein Rückstreumuster Rm1 dargestellt, das in der Auswerteinrichtung 60 eintrifft, wenn zum Zeitpunkt t=0 ein elektromagnetischer Puls von der Pulseinrichtung 20 in den Wellenleiter 50 eingestrahlt worden ist. Die Länge des empfangenen Rückstreumusters Rm1 ist in der Figur 2 mit dem Bezugszeichen dt1 gekennzeichnet.

[0035] Das Rückstreumuster Rm1 bezieht sich auf die Position des Schienenfahrzeugs gemäß Figur 1, wie sie dort mit durchgezogenen Linien und dem Bezugszeichen 110 gekennzeichnet ist.

[0036] Bewegt sich nun das Schienenfahrzeug 110 entlang der Pfeilrichtung P gemäß Figur 1 weiter und erreicht die mit dem Bezugszeichen 110' gekennzeichnete Position, so wird es den Verlängerungsabschnitt 51 des Wellenleiters 50 in mechanische Schwingungen versetzen. Im Bereich des Verlängerungsabschnitts 51 ist die Länge des Wellenleiters 50 jedoch sehr viel größer als die entsprechende Länge des zugeordneten Abschnitts der Schienenstrecke 100, so dass es zu einer zeitlichen Streckung bzw. Verlängerung des Rückstreumusters kommt. Dies ist in der Figur 3 dargestellt.

[0037] In der Figur 3 lässt sich erkennen, dass die zeitliche Länge dt2 des Rückstreumusters Rm2 sehr viel größer ist als die zeitliche Länge dt1 des Rückstreumusters Rm1. Die Vergrößerung bzw. zeitliche Streckung des Rückstreumusters Rm2 ist darauf zurückzuführen, dass der Verlängerungsabschnitt 51 sehr viel länger ist als der zugeordnete Abschnitt der Schienenstrecke 100.

[0038] Verlässt das Schienenfahrzeug 110 den Bereich des Verlängerungsabschnitts 51 wieder und gelangt in den Bereich zwischen den beiden Verlängerungsabschnitten 51 und 52 gemäß Figur 1 (vgl. die mit dem Bezugszeichen 110" gekennzeichnete Position des Schienenfahrzeugs in Figur 1), so wird sich die Streckung des Rückstreumusters wieder geben und die Länge dt3 des Rückstreumusters Rm3 (vgl. Figur 4) wird wieder der ursprünglichen zeitlichen Länge dt1 des Rückstreumusters Rm1 gemäß Figur 2 entsprechen.

[0039] Zusammengefasst ist die Auswerteinrichtung 60 somit in der Lage, anhand der zeitlichen Länge dt1, dt2 und dt3 der Rückstreumuster Rm1, Rm2 und Rm3 den Ort des Schienenfahrzeugs 110 auf der Schienenstrecke 100 zu bestimmen, weil die örtliche Lage der Verlängerungsabschnitte 51 bis 53 entlang der Schienenstrecke 100 bekannt ist.

[0040] Durch ein Abzählen der von der Auswerteinrichtung 60 ausgangsseitig erzeugten Ortsignale So kann also die Fahrt des Schienenfahrzeugs verfolgt werden.

[0041] Neben einer Ortung des Schienenfahrzeugs 110 anhand der Verlängerungsabschnitte 51 bis 53 kann die Detektionseinrichtung 30 auch eine Ortung anhand der Zeitspannen vornehmen, die sich zwischen dem Einspeisen der elektromagnetischen Pulse Pin in den Wellenleiter 50 und dem Detektieren des jeweils zugehörigen Rückstreumusters Rm1, Rm2 und Rm3 ergeben.

[0042] In den Figuren 2-4 lässt sich erkennen, dass die Zeitspannen zwischen dem jeweiligen elektromagnetischem Anregepuls Pin und dem zugehörigen Rückstreumuster Rm1, Rm2 und Rm3 während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 110 auf der Schienenstrecke 100 anwachsen; dies ist darauf zurückzuführen, dass die Laufzeit der elektromagnetischen Pulse und die Laufzeit der elektromagnetischen Rückstreumuster in dem Wellenleiter 50 mit zunehmendem Abstand des Schienenfahrzeugs 110 von der Pulserzeugungseinrichtung 20 bzw. der Detektionseinrichtung 30 zunehmen.

[0043] Die Auswerteinrichtung 60 ist somit in der Lage, anhand der Zeitspannen T1, T2 und T3 die Entfernung und damit den Ort des Schienenfahrzeugs 110 zu bestimmen und ein entsprechendes Entfernungssignal Se zu erzeugen. Die Entfernung Ls des Schienenfahrzeugs 110' in Figur 1 kann beispielsweise berechnet werden gemäß:

wobei V die Geschwindigkeit der Pulse im Wellenleiter 50 angibt. Die Zeitspanne T2 kann der Messung gemäß Figur 3 entnommen werden. Der Faktor 1/2 berücksichtigt, dass die Strahlung den jeweiligen Wellenleiterabschnitt zweimal durchlaufen muss, nämlich einmal in Hinrichtung und einmal in Rückrichtung. Für die Geschwindigkeit V gilt beispielsweise:

wobei c0 die Lichtgeschwindigkeit und n die Brechzahl im Wellenleiter 50 angibt.

[0044] Die Detektionseinrichtung 30 ist also in der Lage, den Ort des Schienenfahrzeugs 110 zusätzlich auch anhand der Zeitspannen T1, T2 und T3 zu bestimmen, die zwischen dem Senden der Pulse Pin und dem Empfang des jeweiligen Rückstreumusters Rm1, Rm2 und Rm3 vergehen.

[0045] Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Auswerteinrichtung 60 im Falle einer Ortung des Schienenfahrzeugs 110 im Bereich eines der Verlängerungsabschnitte 51 bis 53 und der Erzeugung eines entsprechenden Ortsignals So zusätzlich eine Plausibilitätsprüfung vornimmt.

[0046] Eine solche Plausibilitätsprüfung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Auswerteinrichtung 60 bei Erkennen eines der Verlängerungsabschnitte 51 bis 53 und der Erzeugung eines Ortsignals So die Zeitspanne zwischen Pulserzeugung und Eintreffen des Rückstreumusters (vgl. Zeitspanne T2 gemäß Figur 3) auswertet und die Entfernung Ls des Schienenfahrzeugs 110 bestimmt. Anschließend kann die Auswerteinrichtung 60 prüfen, ob das Entfernungssignal Se mit dem gebildeten Ortsignal So übereinstimmt.

[0047] Beispielsweise wird die Auswerteinrichtung 60 ein Fehlersignal F erzeugen, wenn die Differenz zwischen der durch das Entfernungssignal Se angegebenen Position Ls und der bekannten Position des erkannten Verlängerungsabschnitts 51 einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Entsprechendes gilt für Plausibilitätsprüfungen bei den anderen Verlängerungsabschnitten.

[0048] Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Verlängerungsabschnitt 300, wie er als Verlängerungsabschnitt 51 bis 53 bei der Ortungseinrichtung 10 gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Man erkennt, dass der Wellenleiter 50 im Bereich des Verlängerungsabschnitts 300 mehrfach aufgewickelt bzw. aufgespult ist und eine Wellenleiterspule 310 bildet. Durch das Aufspulen bzw. Aufwickeln des Wellenleiters 50 wird eine erhebliche Verlängerung des Wellenleiters 50 gegenüber dem zugeordneten Abschnitt der Schienenstrecke 100 erreicht, so dass die zeitliche Streckung der Rückstreumuster (vgl. Rückstreumuster Rm2 in Figur 3) erheblich ist.

[0049] Die Figur 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für einen Verlängerungsabschnitt 300, wie er als Verlängerungsabschnitt 51 bis 53 bei der Ortungseinrichtung 10 gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Man erkennt, dass der Wellenleiter 50 eine Mäanderstruktur 320 aufweist, durch die eine erhebliche Verlängerung des Wellenleiters 50 gegenüber dem zugeordneten Abschnitt der Schienenstrecke 100 hervorgerufen wird. Dies führt zu der erläuterten zeitlichen Streckung der Rückstreumuster, durch die eine Ortung des Schienenfahrzeugs 110 auf der Schienenstrecke 100 gemäß Figur 1 möglich ist.

[0050] In der Figur 7 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Verlängerungsabschnitt 300 gezeigt, der sowohl einen Spulenabschnitt 310 als auch einen Mäanderabschnitt 320 aufweist. Bezüglich der Ausgestaltung des Spulenabschnitts 310 und des Mäanderabschnitts 320 sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 5 und 6 verwiesen.

[0051] Die Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Ortungseinrichtung 10, bei der der Wellenleiter 50 eine Vielzahl an Verlängerungsabschnitten 51 bis 55 aufweist, die derart angeordnet sind, dass sie eine Ortskodierung bilden. Durch diese Ortskodierung ist es möglich, den Ort des Schienenfahrzeugs 110 auf der Schienenstrecke 100 festzustellen, ohne dass das Auftreten der Verlängerungsabschnitte beobachtet und gezählt werden muss.

[0052] Aus Gründen der Übersicht ist die Ortskodierung durch eine kodierte Anordnung der Verlängerungsabschnitte 51 bis 55 nur anhand weniger Verlängerungsabschnitte angedeutet; es ist selbstverständlich, dass sich die Ortskodierung hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Auswertbarkeit optimieren lässt, wenn eine sehr viel größere Anzahl an Verlängerungsabschnitten eingesetzt wird.

[0053] Die Ortskodierung durch eine örtliche Kodierung der Anordnung der Verlängerungsabschnitte kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass durch die Verlängerungsabschnitte binäre Kodierungsmuster gebildet werden.

[0054] Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

[0055] 

10

Ortungseinrichtung

20

Pulserzeugungseinrichtung

30

Detektionseinrichtung

40

Koppeleinrichtung

50

Wellenleiter

50a

Wellenleiterende

51-55

Verlängerungsabschnitte

60

Auswerteinrichtung

100

Schienenstrecke

110

Schienenfahrzeug

110'

Schienenfahrzeugposition

110"

Schienenfahrzeugposition

200

Absorptionseinrichtung

300

Verlängerungsabschnitt

310

Wellenleiterspule

320

Mäanderabschnitt

dt1

Länge des Rückstreumusters

dt2

Länge des Rückstreumusters

dt3

Länge des Rückstreumusters

F

Fehlersignal

Ir(t)

rückgestreute Strahlung

Ls

Entfernung/Ort

Ms

Pfeil/Schwingung

P

Pfeilrichtung/Fahrtrichtung

Pin

elektromagnetische Pulse

Rm1

Rückstreumuster

Rm2

Rückstreumuster

Rm3

Rückstreumuster

Se

Entfernungssignal

So

Ortsignal

T1

Zeitspanne

T2

Zeitspanne

T3

Zeitspanne

Ansprüche

1. Verfahren zum Orten eines Fahrzeugs (110) entlang einer Fahrstrecke (100), entlang derer ein Wellenleiter (50) verlegt ist, wobei bei dem Verfahren zeitlich nacheinander elektromagnetische Pulse (Pin) in den Wellenleiter (50) eingespeist werden und für jeden ausgesandten Puls jeweils zumindest ein durch fahrzeuginduzierte Rückstreuung des elektromagnetischen Pulses erzeugtes Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) empfangen und ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass

- der Wellenleiter (50) entlang der Fahrstrecke (100) zumindest einen Verlängerungsabschnitt (51-55) aufweist, in dem die Länge des Wellenleiters (50) länger ist als der diesem Verlängerungsabschnitt (51-55) zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke (100),

- die zeitliche Länge (dt1-dt3) der empfangenen Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) ausgewertet wird und

- ein Ortsignal (So) erzeugt wird, wenn sich die Länge (dt1-dt3) der empfangenen Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) im zeitlichen Verlauf verlängert.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass

- die Zeitspanne (T1, T2, T3) zwischen dem Einspeisen der elektromagnetischen Pulse in den Wellenleiter (50) und dem Detektieren des jeweils zugehörigen Rückstreumusters (Rm1, Rm2, Rm3) gemessen wird und

- anhand der Zeitspanne (T1, T2, T3) ein den Ort (Ls) des Fahrzeugs (110) angebendes Entfernungssignal (Se) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle der Bildung des Ortsignals (So) das Entfernungssignal (Se) ausgewertet wird und das Ortsignal (So) und das Entfernungssignal (Se) auf Plausibilität überprüft werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle der Bildung des Ortsignals (So) die durch das Entfernungssignal (Se) angegebene Position des Fahrzeugs (110) mit der bekannten Position des Verlängerungsabschnitts (51-55) verglichen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn der Abstand zwischen der durch das Entfernungssignal (Se) angegebenen Position des Fahrzeugs (110) und der bekannten Position des Verlängerungsabschnitts (51-55) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Wellenleiter (50) entlang der Fahrstrecke (100) eine Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten (51-55) aufweist, in denen die Länge des Wellenleiters (50) jeweils länger ist als der dem jeweiligen Verlängerungsabschnitt (51-55) zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke (100), und

- jeweils ein Ortsignal (So) erzeugt wird, wenn sich im zeitlichen Verlauf die Länge der empfangenen Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) verlängert.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei einem Einfahren des Fahrzeugs (110) in die Fahrstrecke (100) nach einem erstmaligen Erzeugen des Ortsignals (So) das Auftreten der weiteren Ortssignale (So) gezählt wird und mit dem jeweiligen Zählerstand eine Ortungsinformation gebildet wird.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 6-7, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Anordnung der Verlängerungsabschnitte (51-55) und/oder die jeweilige Überlänge der Verlängerungsabschnitte (51-55) relativ zum jeweils zugeordneten Abschnitt der Fahrstrecke (100) eine Ortskodierung bildet und

- bei der Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) die Ortskodierung erkannt und eine Unterscheidung der Verlängerungsabschnitte (51-55) anhand der Ortskodierung vorgenommen wird.

9. Ortungseinrichtung zum Orten eines Fahrzeugs (110) entlang einer Fahrstrecke (100) mit

- einem entlang der Fahrstrecke (100) verlegten Wellenleiter (50),

- einer Pulserzeugungseinrichtung (20) zum Erzeugen und Einspeisen zeitlich aufeinander folgender elektromagnetischer Pulse (Pin) in den Wellenleiter (50),

- einer Detektionseinrichtung (30) zum Detektieren von durch fahrzeuginduzierte Rückstreuung erzeugten elektromagnetischen Rückstreumustern (Rm1, Rm2, Rm3) und

- einer Auswerteinrichtung (60) zum Auswerten der Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3),

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Wellenleiter (50) entlang der Fahrstrecke (100) zumindest einen Verlängerungsabschnitt (51-55) aufweist, in dem die Länge des Wellenleiters (50) länger als der dem Verlängerungsabschnitt (51-55) zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke (100) ist, und

- die Auswerteinrichtung (60) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Ortung des Fahrzeugs (110) zumindest auch unter Heranziehung der zeitlichen Länge des Rückstreumusters (Rm1, Rm2, Rm3) durchführt.

10. Ortungseinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wellenleiter (50) entlang der Fahrstrecke (100) eine Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten (51-55) aufweist, in denen die Länge des Wellenleiters (50) jeweils länger als der dem jeweiligen Verlängerungsabschnitt (51-55) zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke (100) ist.

11. Ortungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wellenleiter (50) in zumindest einem der Verlängerungsabschnitte (51-55) eine Mäanderstruktur und/oder eine Schlaufenstruktur und/oder einen aufgewickelten oder aufgespulten Wellenleiteranschnitt aufweist.

Claims

1. Method for locating a vehicle (110) along a route (100), along which a waveguide (50) is laid, wherein in the method electromagnetic pulses (Pin) are fed into the waveguide (50) in succession and at least one backscattering pattern (Rm1, Rm2, Rm3) generated by vehicle-induced backscattering of the electromagnetic pulse is received and evaluated for each emitted pulse,
characterised in that

- the waveguide (50) has at least one extension section (51-55) along the route (100), in which extension section (51-55) the length of the waveguide (50) is longer than the section of the route (100) associated with said extension section (51-55),

- the time length (dt1-dt3) of the received backscattering patterns (Rm1, Rm2, Rm3) is evaluated, and

- a location signal (So) is generated if the length (dt1-dt3) of the received backscattering patterns (Rm1, Rm2, Rm3) is extended over time.

2. Method according to claim 1,
characterised in that

- the time period (Tl, T2, T3) between the electromagnetic pulses being fed into the waveguide (50) and the detection of the associated backscattering pattern (Rm1, Rm2, Rm3) in each case is measured and

- based on the time period (Tl, T2, T3) a range signal (Se) indicating the location (Ls) of the vehicle (110) is generated.

3. Method according to claim 2,
characterised in that
on formation of the location signal (So) the range signal (Se) is evaluated and the location signal (So) and the range signal (Se) are checked for plausibility.

4. Method according to claim 2 or 3,
characterised in that
on formation of the location signal (So) the position of the vehicle (110) indicated by the range signal (Se) is compared with the known position of the extension section (51- 55).

5. Method according to claim 3 or 4,
characterised in that
an error signal (F) is generated if the distance between the position of the vehicle (110) indicated by the range signal (Se) and the known position of the extension section (51-55) exceeds a predetermined threshold value.

6. Method according to one of the preceding claims,
characterised in that

- the waveguide (50) has a plurality of extension sections (51-55) along the route (100), in which extension sections (51-55) the length of the waveguide (50) is in each case longer than the section of the route (100) associated with the respective extension section (51-55), and

- in each case a location signal (So) is generated if the length of the received backscattering patterns (Rm1, Rm2, Rm3) is extended over time.

7. Method according to claim 6,
characterised in that
when the vehicle (110) enters the route (100) following a first generation of the location signal (So) the occurrence of the other location signals (So) is counted and location information is formed using the respective counter reading.

8. Method according to one of the preceding claims 6-7, characterised in that

- the arrangement of the extension sections (51-55) and/or the respective excess length of the extension sections (51-55) relative to the respectively associated section of the route (100) forms a location encoding and

- during the evaluation of the course of the backscattering patterns (Rm1, Rm2, Rm3) over time the location encoding is identified and the extension sections (51-55) are differentiated on the basis of the location encoding.

9. Localisation device for locating a vehicle (110) along a route (100) having

- a waveguide (50) laid along the route (100),

- a pulse generator (20) for generating and feeding electromagnetic pulses (Pin) into the waveguide (50) in succession,

- a detection device (30) for detecting electromagnetic backscattering patterns (Rm1, Rm2, Rm3) generated by vehicle-induced backscattering and

- an evaluation device (60) for evaluating the backscattering patterns (Rm1, Rm2, Rm3),

characterised in that

- the waveguide (50) has at least one extension section (51-55) along the route (100), in which extension section (51-55) the length of the waveguide (50) is longer than the section of the route (100) associated with the extension section (51-55), and

- the evaluation device (60) is configured such that it performs a localisation of the vehicle (110), at least also taking into consideration the time length of the backscattering pattern (Rm1, Rm2, Rm3).

10. Localisation device according to claim 9,
characterised in that
the waveguide (50) has a plurality of extension sections (51-55) along the route (100), in which extension sections (51-55) the length of the waveguide (50) is in each case longer than the section of the route (100) associated with the respective extension section (51-55).

11. Localisation device according to claim 9 or 10,
characterised in that
the waveguide (50) has a meander structure and/or a loop structure and/or a wound or coiled waveguide section in at least one of extension sections (51-55).

Revendications

1. Procédé de localisation d'un véhicule ( 110 ) sur une voie ( 100 ) de circulation le long de laquelle est posé un guide d'ondes ( 50 ), procédé dans lequel on injecte dans le guide d'ondes ( 50 ) des impulsions ( Pin ) électromagnétiques les unes après les autres dans le temps et on reçoit pour chaque impulsion émise respectivement au moins un modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion, produit par la rétrodiffusion induite par le véhicule, de l'impulsion électromagnétique et on l'exploite,
caractérisé en ce que

- le guide d'ondes a, le long de la voie ( 100 ) de circulation au moins un tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge, dans lequel la longueur du guide d'ondes ( 50 ) est plus grande que celle du tronçon de la voie ( 100 ) de circulation associé à ce tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge,

- on exploite la longueur ( dt1 à dt3 ) en fonction du temps du modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion reçu et

- on produit un signal ( So ) de localisation, si la longueur ( dt1 à dt3 ) du modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion reçu augmente au cours du temps.

2. Procédé suivant la revendication 1,
caractérisé en ce que

- on mesure le laps de temps ( T1, T2, T3 ) entre l'injection des impulsions électromagnétiques dans le guide d'ondes ( 50 ) et la détection du modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion associé respectivement et

- à l'aide du laps de temps ( T1, T2, T3 ), on produit un signal ( Se ) d'éloignement indiquant la localisation ( Ls ) du véhicule ( 110 ).

3. Procédé suivant la revendication 2,
caractérisé en ce que
dans le cas de la formation du signal ( So ) de localisation, on exploite le signal ( Se ) d'éloignement et on contrôle la vraisemblance du signal ( So ) de localisation et du signal ( Se ) d'éloignement.

4. Procédé suivant la revendication 2 ou 3,
caractérisé en ce que
dans le cas de la formation du signal ( So ) de localisation, on compare la position du véhicule ( 110 ) indiquée par le signal ( Se ) d'éloignement à la position connue du tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge.

5. Procédé suivant la revendication 3 ou 4,
caractérisé en ce que
on produit un signal ( F ) d'erreur, si la distance entre la position du véhicule ( 110 ) indiquée par le signal ( Se ) d'éloignement et la position connue du tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge dépasse une valeur de seuil donnée à l'avance.

6. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que

- le guide d'ondes ( 50 ) a, le long de la voie ( 100 ) de circulation, une pluralité de tronçons ( 51 à 55 ) de rallonge, dans lesquels la longueur du guide d'ondes ( 50 ) est plus grande respectivement que celle du tronçon de la voie ( 100 ) de circulation associé au tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge respectif et

- on produit respectivement un signal ( So ) de localisation, si, au cours du temps, la longueur du modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion reçu augmente.

7. Procédé suivant la revendication 6,
caractérisé en ce que
lorsqu'un véhicule ( 110 ) entre dans la voie ( 100 ) de circulation, on compte, après une production pour la première fois du signal ( So ) de localisation, l'apparition d'autres signaux ( So ) de localisation et on forme une information de localisation avec l'état respectif du compteur.

8. Procédé suivant l'une des revendications précédentes 6 ou 7, caractérisé en ce que

- l'agencement des tronçons ( 51 à 55 ) de rallonge et/ou les surlongueurs respectives des tronçons ( 51 à 55 ) de rallonge par rapport au tronçon de la voie ( 100 ) de circulation associé respectivement forme un codage de localisation et

- dans l'exploitation de la variation en fonction du temps du modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion, on détecte le codage de localisation et on effectue une distinction entre les tronçons ( 51 à 55 ) de rallonge à l'aide du codage de localisation.

9. Dispositif de localisation pour localiser un véhicule ( 110 ) sur une voie ( 100 ) de circulation, comprenant

- un guide d'ondes ( 50 ) posé le long de la voie ( 100 ) de circulation,

- un dispositif ( 20 ) de production d'impulsions pour produire et injecter des impulsions ( Pin ) électromagnétiques se succédant dans le temps dans le guide d'ondes ( 50 ),

- un dispositif ( 30 ) de détection pour détecter des modèles ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion électromagnétiques produits par une rétrodiffusion induite par le véhicule et

- un dispositif ( 60 ) d'exploitation pour exploiter le modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion,

caractérisé en ce que

- le guide d'ondes ( 50 ) a, le long de la voie ( 100 ) de circulation, au moins un tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge, dans lequel la longueur du guide d'ondes ( 50 ) est plus grande que celle du tronçon de la voie ( 100 ) de circulation associé au tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge et

- le dispositif ( 60 ) d'exploitation est conformé de manière à effectuer une localisation du véhicule ( 110 ) au moins en tirant parti aussi de la longueur en fonction du temps du modèle ( Rm1, Rm2, Rm3 ) de rétrodiffusion.

10. Procédé suivant la revendication 9,
caractérisé en ce que
le guide d'ondes ( 50 ) a, le long de la voie ( 100 ) de circulation, une pluralité de tronçons ( 51 à 55 ) de rallonge, dans lesquels la longueur du guide d'ondes ( 50 ) est plus grande respectivement que celle du tronçon de la voie ( 100 ) de circulation associé au tronçon ( 51 à 55 ) de rallonge respectif.

11. Procédé suivant la revendication 9 ou 10,
caractérisé en ce que
le guide d'ondes ( 50 ) a, dans au moins l'un des tronçons ( 51 à 55 ) de rallonge, une structure sinueuse et/ou une structure en boucle et/ou une partie de guide d'ondes enroulée ou embobinée.

Zeichnung